申请日2016.05.16
公开(公告)日2016.09.21
IPC分类号C02F9/02; C02F103/36
摘要
一种针对闭式循环热媒水系统含油污水旁滤除油净化组合装置和工艺，如图所示，它由一个凝聚精滤罐A和一个阻截除油罐B串联组成，阻截精滤罐A内部分有进水区13、填料区14和出水区，填料区内填装有多孔陶瓷砂滤料，精滤罐出水管7与阻截除油罐B的进水管17相连，阻截除油罐B内有一个隔板22，隔板22将阻截除油罐分隔成进水区和出水区两部分，隔板22上开有多个圆孔，每个圆孔与一支HK棒式油水分离器23相匹配，HK棒式油水分离器23安装固定在隔板22上，阻截除油罐B的上封头中央有集油器24，集油器24顶部有排油管25。闭式循环热媒水系统的含油污水经旁滤除油净化组合装置处理后出水水质可以达到含油量≤2mg/L，悬浮物≤5mg/L。
权利要求书
1.一种针对闭式循环热媒水系统含油污水旁滤除油净化组合装置，其特征是：它由一个凝聚精滤罐(A)和一个阻截除油罐(B)串联组成，所述的凝聚精滤罐(A)是一个圆柱形罐，上、下有圆弧形封头，上封头中央连有精滤罐顶排管(1)和精滤罐顶排阀(2)，下封头中央连有精滤罐放净管(3)和精滤罐放净阀(4)，凝聚精滤罐(A)罐体上部有精滤罐进水管(5)和精滤罐进水阀(6)，精滤罐进水管(5)与低温循环热媒水进水管相连，凝聚精滤罐(A)罐体下部有精滤罐出水管(7)和精滤罐出水阀(8)，凝聚精滤罐(A)内部由上至下分有精滤罐进水区(13)、填料区(14)和精滤罐出水区，填料区内填装有多孔陶瓷砂滤料或焦炭/多孔陶瓷砂双层滤料，凝聚精滤罐(A)的下部有反冲进水管(9)和反冲进水阀(10)，凝聚精滤罐(A)的上部有反冲排水管(11)和反冲排水阀(12)，;所述的精滤罐出水管(7)通过精滤罐出水阀(8)与阻截除油罐(B)的除油罐进水管(17)相连;所述的阻截除油罐(B)是一个圆柱形罐，上、下有圆弧形封头，下封头中央有除油罐放净管(18)和除油罐放净阀(19)，阻截除油罐(B)罐体上部有除油罐进水管(17)，阻截除油罐(B)罐体下部有除油罐出水管(20)和除油罐出水阀(21)，阻截除油罐(B)内有一个隔板(22)，隔板(22)将阻截除油罐分隔成进水区和出水区两部分，隔板(22)上开有多个圆孔，每个圆孔与一支HK棒式油水分离膜组件(23)相匹配，HK棒式油水分离膜组件(23)安装固定在隔板(22)上，阻截除油罐(B)的上封头中央有集油器(24)，集油器(24)顶部有排油管(25)。
2.根据权利要求1所述的含油污水旁滤除油净化组合装置，其特征是：所述的精滤罐填料区内填装的多孔陶瓷砂滤料的粒径为0.5-1mm，多孔陶瓷砂滤料高度700-800mm。
3.根据权利要求1所述的含油污水旁滤除油净化组合装置，其特征是：所述的精滤罐填料区内填装的焦炭/多孔陶瓷砂双层滤料，上层的焦炭颗粒滤料粒径为1.0-2.0mm，焦炭颗粒滤料高度为300-400mm，下层的多孔陶瓷砂滤料粒径为0.5-1mm，高度为300-400mm。
4.根据权利要求1所述的含油污水旁滤除油净化组合装置，其特征是：所述的阻截除油罐配置HK棒式油水分离膜组件(23)数量是按该种组件外表面设计水渗透速率为0.19～0.25mm/s计算，HK棒式油水分离膜组件的外形尺寸为Φ76×1016，简化计算的配置方式为每m3处理水量配5-6支HK棒式油水分离膜组件。
5.根据权利要求1所述的含油污水旁滤除油净化组合装置，其特征是：所述的凝聚精滤罐(A)和阻截除油罐(B)根据处理量实行多台同型设备并联设置。
6.一种采用权利要求1所述含油污水旁滤除油净化组合装置的针对闭式循环热媒水系统含油污水旁滤除油净化工艺，其特征是它包括以下步骤：
(1)按一定比例从循环热媒水系统的低温段总管上引出待旁滤处理的热媒水，经管道、增压泵增压或直接利用热媒水总管管道内水压输往热媒水旁滤除油净化组合装置，经精滤罐进水管(5)进入凝聚精滤罐(A)，凝聚精滤罐(A)内装有的多孔陶瓷砂滤料或焦炭/多孔陶瓷砂双层滤料滤除水中的悬浮杂质和悬浮油，对水中微小油粒起到粗粒化作用;
(2)凝聚精滤罐(A)出水自压进入阻截除油罐(B)，阻截除油罐(B)内装有的HK棒式油水分离膜组件(23)能够高效滤阻分离出来水中的悬浮油和乳化油，同时被滤阻的油品与亲水性滤材的黏附性较差，易于从阻油滤芯表面自动脱离或冲洗剥离，油层上浮至集油器(24)，水则从外向内渗透过HK棒式油水分离膜组件(23)的高亲水材料阻油滤层到HK棒式油水分离膜组件(23)内管内流出，汇集于阻截除油罐(B)的出水区，通过出水管系统输出，经过本系统两级处理的除油除污的滤出水再回入低温热循环水系统，如此连续运行即可有效地保持低温热循环水水质处于良好的状态。
7.根据权利要求6所述的含油污水旁滤除油净化工艺，其特征是：步骤(1)中，所述的采用单层滤料的凝聚精滤罐多孔陶瓷砂滤料700-800mm厚，工作滤速范围为12-30m/h(空罐滤速)，根据热媒水的水质污染情况不同滤器反冲洗周期范围为2-10天，反冲洗流速为50±5m/h;所述的采用焦炭/多孔陶瓷砂双层滤料的凝聚精滤罐上层滤料焦炭颗粒滤料厚300-400mm、下层滤料多孔陶瓷砂滤料厚300-400mm，工作滤速范围为12-35m/h，根据热媒水的水质污染情况不同滤器反冲洗周期范围为2-15天，反冲洗流速为40-50m/h。
说明书
一种针对闭式循环水系统含油污水旁滤除油净化组合装置
技术领域
本发明涉及污水处理，特别涉及含油污水的处理。
背景技术
一般在石化工业的常减压、催化裂化、加氢裂化、芳烃抽提等装置中有一部分低温位余热(低于200℃)很有利用价值，通过水这种媒介将这些热能置换出来可以传递给气体分馏装置、原油罐区等装置做热源，也可作为伴热或做冬季供暖之用。这部分循环水一般取热后升至120-140度，传递热能后降至60-80度，再回流取热升温，如此往返，密闭循环。由于含一定的温度，所以被称为低温位热循环水(也叫热媒水)。由于需要长期密闭循环，对水质要求比较高，一般用除盐水作为水源或补充。目前，石油炼化企业的低温热循环水系统常因换热器等热交换设备、管道发生泄漏而导致水中含有相当数量的油类物质，从而引起管路结油泥垢、管路油泥堵塞、换热效率降低、能耗增加、换热器使用寿命缩短等问题。为改善水质，一般厂家每天添加除盐水对装置里的低温热循环水进行置换，如此造成很大水资源的浪费，损失了具有很大价值的除盐水的同时还会产生大量的含油污水，对污水处理增加了很大的负荷，同时置换排水中所含的大量热能浪费。因此，对炼油企业低温热循环水系统采取有效净化措施，改善其水质状况对企业的节水、节能、环保、安全都有很重要的现实意义。
目前工业与环保领域主要采用的油水分离或除油技术大致有以下几类：
重力(机械)油水分离就利用油、水互不相溶及比重差来使油水分离，最常见的重力分离法包括稳定流沉降罐、斜板沉降罐、旋流油水分离等，该法可去除游离态油粒(一般粒径大于60μm)(2)，对机械分散态油微粒的分离效果较差，对水中的乳化油及“溶解油”几乎无效，与“聚结技术”相结合的重力油水分离可提高对机械分散态油粒的分离效果。该种油水分离方法工作过程简单，但效率较低、处理效果较粗、油水分离精度低、对工况条件(来水含油量、处理水量、油水比重差、油品在水中的分散状态等)波动的适应性差，目前一般只用于油水分离的预处理与粗分离。
过滤吸附法就是利用天然或人工材料将水中的油份截留在介质表面或填料层中，主要使用形式有砂滤、核桃壳过滤、活性炭或硅藻土吸附过滤、纤维球(束、滤芯)吸附过滤等。这类除油技术提高了除油精度，但来水的含油量、油品种类、油在水中的分散状况等对其影响较大，过滤性的除油设备必须进行较频繁的反冲洗而二次产生大量含油废水，吸附除油设备在吸附填料失效后还会形成较多的固废，无法量化控制除油精度，也还解决不了稳定保持除油精度的问题，水中的油品还是无法分离回收。
近年来出现了一些应用精滤或超滤膜来净化含油污水的除油工艺，其本质上就是利用膜材料微小渗透孔道对处理料组分中分散质某个微粒尺度高精度筛分的机理，采用错流过滤工艺，将水中油份浓缩排出，从而获得一部分较低含油量的净化水，该种除油工艺大幅提高了过滤除油的精度，可以有效滤出水中乳化油。与此同时，膜净化除油工艺也存在着能耗较高、反冲洗频率高、浓缩油污水还要继续处理以及膜反冲洗和酸、碱清洗废水处理等问题。
化学法主要是药剂破乳和药剂凝聚、絮凝等，一般要与其它除油方法结合使用，常用作提高除油效果的重要辅助措施，也有用高级氧化法化学分解水中微量油份的，但因成本较高、精确控制较难而采用不多。生化降解在工业废水处理中较多采用，但对含油污水的前处理有一定要求，进水含油量必须控制在10mg/L以下，否则会严重影响生化处理系统的稳定。
上述各种含油污水处理方法各有其适用范围，除油效能、除油精度、油回收及资源化、除油经济性等方面对这些除油技术综合评价，用于低温位循环水系统做热媒水旁滤除油净化均有局限，必须选择一种技术、经济性均能适应低温位热循环水实际情况的除油系统用于热媒水除油净化。
以轻质多孔陶瓷砂或煅烧焦炭与多孔陶瓷砂双层组合的滤料，具有孔隙率高、化学稳定性好、无二次污染和再生性强等特点，材料的表面吸附能较高、堆比重小、粒度均匀、材料硬度较好、化学性质稳定，由这种滤料构成的滤体具有表面接触吸附效能优异、滤层纳污量大、过滤水头损失小、滤速高、运行周期长、周期制水量大、滤料易冲洗、反冲洗耗水量少等特性，对热媒水中的悬浮及胶体杂质(包括悬浮态与胶态氧化铁等)的吸附滤除效能大大优于传统的(石英砂、纤维等)过滤材料，而且抗油污染能力优秀。
阻截膜油水分离技术是新一代除油技术，通过阻截油水分离膜对水中油的选择性阻截分离且阻截膜材料拒绝油黏附的特性，可以高效率地实现高精度油水分离并回收利用油类物质。与沉降和过滤常规方法相比，阻截膜油水分离法具有除油精度高、操作简单、占地面积小、自动实现油水分离等优点。
闭式低温位循环水系统交错分布于石油炼、化企业与石化生产装置区域，对其热媒水旁滤处理的设备就必须符合：占地面积小、处理效率高、收水率高、无二次污染、经济性佳等要求。传统的过滤除油技术(过滤、吸附、离心等)在技术性能或经济性上难以充分满足低温位循环水系统做热媒水旁滤除油净化要求，而经过实践证明采用陶瓷砂或焦炭/陶瓷砂双介质凝聚过滤和阻截膜分离的工艺组合方式可以很好地达到低温热循环水系统热媒水水质保持、减少排放的目的。
发明内容
本发明提供了一种针对低温位循环水系统热媒水旁滤除油、除机械杂质的处理工艺，通过将多孔过滤介质凝聚过滤设备和阻截油水分离设备串联组合，可以有效解决油污染热媒水高精度除油净化的目的。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种针对闭式循环热媒水系统含油污水旁滤除油净化组合装置，如图1所示，它由一个凝聚精滤罐A和一个阻截除油罐B串联组成，所述的凝聚精滤罐A是一个圆柱形罐，上、下有圆弧形封头，上封头中央连有精滤罐顶排管1和精滤罐顶排阀2，下封头中央连有精滤罐放净管3和精滤罐放净阀4，凝聚精滤罐A罐体上部有精滤罐进水管5和精滤罐进水阀6，精滤罐进水管5与低温循环热媒水进水管相连，凝聚精滤罐A罐体下部有精滤罐出水管7和精滤罐出水阀8，凝聚精滤罐A内部由上至下分有精滤罐进水区13、填料区14和精滤罐出水区，填料区内填装有多孔陶瓷砂滤料或焦炭/多孔陶瓷砂双层滤料，凝聚精滤罐A的下部有反冲进水管9和反冲进水阀10，凝聚精滤罐A的上部有反冲排水管11和反冲排水阀12，;所述的精滤罐出水管7通过精滤罐出水阀8与阻截除油罐B的除油罐进水管17相连;所述的阻截除油罐B是一个圆柱形罐，上、下有圆弧形封头，下封头中央有除油罐放净管18和除油罐放净阀19，阻截除油罐B罐体上部有除油罐进水管17，阻截除油罐B罐体下部有除油罐出水管20和除油罐出水阀21，阻截除油罐B内有一个隔板22，隔板22将阻截除油罐分隔成进水区和出水区两部分，隔板22上开有多个圆孔，每个圆孔与一支HK棒式油水分离膜组件23(南京碧盾环保装备有限责任公司提供)相匹配，HK棒式油水分离膜组件23安装固定在隔板22上，阻截除油罐B的上封头中央有集油器24，集油器24顶部有排油管25。
上述的含油污水旁滤除油净化组合装置，所述的精滤罐填料区内填装的多孔陶瓷砂滤料的粒径为0.5-1mm，多孔陶瓷砂滤料高度700-800mm。
上述的含油污水旁滤除油净化组合装置，所述的精滤罐填料区内填装的焦炭/多孔陶瓷砂双层滤料，上层的焦炭颗粒滤料粒径为1.0-2.0mm，焦炭颗粒滤料高度为300-400mm，下层的多孔陶瓷砂滤料粒径为0.5-1mm，高度为300-400mm。
上述的含油污水旁滤除油净化组合装置，所述的阻截除油罐配置HK棒式油水分离膜组件23数量是按该种组件外表面设计水渗透速率为0.19～0.25mm/s计算，HK棒式油水分离膜组件的外形尺寸为Φ76×1016，简化计算的配置方式为每m3处理水量配5-6支HK棒式油水分离膜组件。
上述的含油污水旁滤除油净化组合装置，所述的凝聚精滤罐A和阻截除油罐B可以根据处理量实行多台同型设备并联设置。
一种采用上述含油污水旁滤除油净化组合装置的针对闭式循环热媒水系统含油污水旁滤除油净化工艺，它包括以下步骤：
(1)按一定比例从循环热媒水系统的低温段总管上引出待旁滤处理的热媒水，经管道、增压泵增压或直接利用热媒水总管管道内水压输往热媒水旁滤除油净化组合装置，经精滤罐进水管5进入凝聚精滤罐A，凝聚精滤罐A内装有的多孔陶瓷砂滤料或焦炭/多孔陶瓷砂双层滤料滤除水中的悬浮杂质和悬浮油，对水中微小油粒起到粗粒化作用;
(2)凝聚精滤罐A出水自压进入阻截除油罐B，阻截除油罐B内装有的HK棒式油水分离膜组件能够高效滤阻分离出来水中的悬浮油和乳化油，同时被滤阻的油品与亲水性滤材的黏附性较差，易于从阻油滤芯表面自动脱离或冲洗剥离，油层上浮至集油器24，水则从外向内渗透过HK棒式油水分离膜组件的高亲水材料阻油滤层到HK棒式油水分离膜组件内管内流出，汇集于阻截除油罐B的出水区，通过出水管系统输出，经过本系统两级处理的除油除污的滤出水再回入低温热循环水系统，如此连续运行即可有效地保持低温热循环水水质处于良好的状态。
上述的含油污水旁滤除油净化工艺，步骤(1)中，所述的采用单层滤料的凝聚精滤罐多孔陶瓷砂滤料700-800mm厚，工作滤速范围为12-30m/h(空罐滤速)，根据热媒水的水质污染情况不同滤器反冲洗周期范围为2-10天，反冲洗流速为50±5m/h;所述的采用焦炭/多孔陶瓷砂双层滤料的凝聚精滤罐焦炭颗粒滤料厚300-400mm(上层滤料)、多孔陶瓷砂滤料厚300-400mm(下层滤料)，工作滤速范围为12-35m/h(空罐滤速)，根据热媒水的水质污染情况不同滤器反冲洗周期范围为2-15天，反冲洗流速为40-50m/h。
本发明采用凝聚过滤与高亲水阻截除油组合构成的系统装置对闭式循环水系统热媒水进行部分旁滤处理方法，先将引出闭式循环水系统的热媒水通过凝聚过滤，使大部分悬浮物和大尺寸油滴被拦截，后用超亲水性的阻截除油单元将微细悬浮物、小粒径油滴及乳化油阻截分离。该系统装置的技术性能可以达到：进水水质符合：含油量≤200mg/L，事故时≤1000mg/L(不超过6h);悬浮物平均≤10mg/L，最大值≤50mg/L;PH：6～9等指标的条件下，出水水质可以达到含油量≤2mg/L，事故时含油量≤5mg/L;悬浮物≤5mg/L。可完全满足国内石化企业的低温热循环水系统的热媒水水质标准。